1. 激光技術在科學研究領域有哪些應用
具體應用
光纖通信
光纖常被電信公司用於傳達電話、構建網路等。跟傳統的銅線相比光纖的信號衰減小、抗干擾能力高,
光纖傳播
特別是在遠距離、大容量傳輸場合,光纖的優勢更為明顯。
軍事科技
激光在科技、軍事上的應用也有很多。如激光光譜、激光雷達、激光武器(遠程擊毀導彈)等等。
工業生產
纖綠激光
激光在工業上的應用也非常的廣泛。如激光打標、激光打孔、激光裁床、激光切割、激光綉花等等。激光的迅速准確的特性能夠更好的在工業生產上發揮重要作用,同時也能夠更好的節約成本。
醫療衛生
在醫學、生活中激光的應用也非常廣泛。如激光生命科學研究、激光診斷、激光治療,其中激光治療又分為:激光手術治療、弱激光生物刺激作用的非手術治療和激光的光動力治療。
炫酷流行
生活講究炫酷,鐳射就是個很好的激光應用例子,他可以把影像在空中投影,就是我們常說的空氣投影,手錶上就可以沒有表面,中間懸空顯示時間,保准你回頭率高!
日常生活
隨著科技的發展,激光也走入了人們的日常生活。便有了激光滅蚊的產品推出,利用激光消滅蚊子。激光器每秒可擊斃50隻到100隻蚊子。除了速度快之外,該激光器還很精準,還能區別蝴蝶和蚊子,也能分辨雌蚊子和雄蚊子之類。
激光治療
激光技術作為一種新的科學技術有著廣闊的應用前景。快速、精準是其最大的優勢,激光不僅能夠在精密儀器上打標,還可以對地毯等快速的切割。激光機在現代的工業事業上功不可沒。推進工業的快速發展。
激光走進了人們的生活同時也加速了人類社會的進步。
2. 激光有什麼特徵以及可以運用於哪些領域
【激光的特點】
(一)定向發光
普通光源是向四面八方發光。要讓發射的光朝一個方向傳播,需要給光源裝上一定的聚光裝置。激光器發射的激光,天生就是朝一個方向射出,光束的發散度極小,大約只有0.001弧度,接近平行。
(二)亮度極高
在激光發明前,人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高,與太陽的亮度不相上下,而紅寶石激光器的激光亮度,能超過氙燈的幾百億倍。
(三)顏色極純
光的顏色由光的波長(或頻率)決定。光輻射的波長分布區間越窄,單色性越好。
激光器輸出的光,波長分布范圍非常窄,因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例,其光的波長分布范圍可以窄到2×10-9納米,是氪燈發射的紅光波長分布范圍的萬分之二。由此可見,激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源。
此外,激光還有其它特點:相乾性好。激光的頻率、振動方向、相位高度一致,使激光光波在空間重疊時,重疊區的光強分布會出現穩定的強弱相間現象。這種現象叫做光的干涉,所以激光是相干光。
激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高單色性和高相乾性。
目前激光已廣泛應用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、異孔、膏葯打孔、水松紙打孔、鋼板打孔、包裝印刷打孔等)、激光淬火、激光熱處理、激光打標、玻璃內雕、激光微調、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復電路、激光布線技術、激光清洗等。
經過30多年的發展,激光現在幾乎是無處不在,它已經被用在生活、科研的方方面面:激光針灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光測距儀、激光陀螺儀、激光鉛直儀、激光手術刀、激光炸彈、激光雷達、激光槍、激光炮……,在不久的將來,激光肯定會有更廣泛的應用。
激光武器是一種利用定向發射的激光束直接毀傷目標或使之失效的定向能武器。根據作戰用途的不同,激光武器可分為戰術激光武器和戰略激光武器兩大類。武器系統主要由激光器和跟蹤、瞄準、發射裝置等部分組成,目前通常採用的激光器有化學激光器、固體激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻擊速度快、轉向靈活、可實現精確打擊、不受電磁干擾等優點,但也存在易受天氣和環境影響等弱點。激光武器已有30多年的發展歷史,其關鍵技術也已取得突破,美國、俄羅斯、法國、以色列等國都成功進行了各種激光打靶試驗。目前低能激光武器已經投入使用,主要用於干擾和致盲較近距離的光電感測器,以及攻擊人眼和一些增強型觀測設備;高能激光武器主要採用化學激光器,按照現有的水平,今後5—10年內可望在地面和空中平台上部署使用,用於戰術防空、戰區反導和反衛星作戰等。
【激光的其它特性】
激光有很多特性:首先,激光是單色的,或者說是單頻的。有一些激光器可以同時產生不同頻率的激光,但是這些激光是互相隔離的,使用時也是分開的。其次,激光是相干光。相干光的特徵是其所有的光波都是同步的,整束光就好像一個「波列」。再次,激光是高度集中的,也就是說它要走很長的一段距離才會出現分散或者收斂的現象。
激光(LASER)是上世紀60年代發明的一種光源。LASER是英文的「受激放射光放大」的首字母縮寫。激光器有很多種,尺寸大至幾個足球場,小至一粒稻穀或鹽粒。氣體激光器有氦-氖激光器和氬激光器;固體激光器有紅寶石激光器;半導體激光器有激光二極體,像CD機、DVD機和CD-ROM里的那些。每一種激光器都有自己獨特的產生激光的方法。
【激光技術應用】
激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源,識別物體等的一門技術,傳統應用最大的領域為激光加工技術。激光技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術,傳統上看,它的研究范圍一般可分為:
1.激光加工系統。包括激光器、導光系統、加工機床、控制系統及檢測系統。
2.激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微調等各種加工工藝。
激光焊接:汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半導體泵浦激光器。
激光切割:汽車行業、計算機、電氣機殼、木刀模業、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機件用銅板、一些金屬網板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。
激光打標:在各種材料和幾乎所有行業均得到廣泛應用,目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導體泵浦激光器。
激光打孔:激光打孔主要應用在航空航天、汽車製造、電子儀表、化工等行業。激光打孔的迅速發展,主要體現在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內目前比較成熟的激光打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產及鍾表和儀表的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業的生產中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主,也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導體泵浦激光器。
激光熱處理:在汽車工業中應用廣泛,如缸套、曲軸、活塞環、換向器、齒輪等零部件的熱處理,同時在航空航天、機床行業和其它機械行業也應用廣泛。我國的激光熱處理應用遠比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器,CO2激光器為主。
激光快速成型:將激光加工技術和計算機數控技術及柔性製造技術相結合而形成。多用於模具和模型行業。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。
激光塗敷:在航空航天、模具及機電行業應用廣泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。
【激光在醫學中的應用】
應用於牙科的激光系統
依據激光在牙科應用的不同作用,分為幾種不同的激光系統。區別激光的重要特徵之一是:光的波長,不同波長的激光對組織的作用不同,在可見光及近紅外光譜范圍的光線,吸光性低,穿透性強,可以穿透到牙體組織較深的部位,例如氬離子激光、二極體激光或Nd:YAG激光(如圖1)。而Er:YAG激光和CO,激光的光線穿透性差,僅能穿透牙體組織約0.01毫米。區別激光的重要特徵之二是:激光的強度(即功率),如在診斷學中應用的二極體激光,其強度僅為幾個毫瓦特,它有時也可用在激光顯示器上。
用於治療的激光,通常是幾個瓦特中等強度的激光。激光對組織的作用,還取決於激光脈沖的發射方式,以典型的連續脈沖發射方式的激光有:氬離子激光、二極體激光、CO2,激光;以短脈沖方式發射的激光有:Er:YAG激光或許多Nd:YAG激光,短脈沖式的激光的強度(即功率)可以達到1,000瓦特或更高,這些強度高、吸光性也高的激光,只適用於清除硬組織。
激光在齲齒的診斷方面的應用
1.脫礦、淺齲
2.隱匿齲
激光在治療方面的應用
1.切割
2.充填物的聚合,窩洞處理
【激光美容】
(1)激光在美容界的用途越來越廣泛。激光是通過產生高能量,聚焦精確,具有一定穿透力的單色光,作用於人體組織而在局部產生高熱量從而達到去除或破壞目標組織的目的,各種不同波長的脈沖激光可治療各種血管性皮膚病及色素沉著,如太田痣、鮮紅斑痣、雀斑、老年斑、毛細血管擴張等,以及去紋身、洗眼線、洗眉、治療瘢痕等;而近年來一些新型的激光儀,高能超脈沖CO2激光,鉺激光進行除皺、磨皮換膚、治療打鼾,美白牙齒等等,取得了良好的療效,為激光外科開辟越來越廣闊的領域。
(2)激光手術有傳統手術無法比擬的優越性。首先激光手術不需要住院治療,手術切口小,術中不出血,創傷輕,無瘢痕。例如:眼袋的治療傳統手術法存在著由於剝離范圍廣、術中出血多,術後癒合慢,易形成瘢痕等缺點,而應用高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋,則以它術中不出血,不需縫合,不影響正常工作,手術部位水腫輕,恢復快,無瘢痕等優點,令傳統手術無法比擬。而一些由於出血多而無法進行的內窺鏡手術,則可由激光切割代替完成。(註:有一定的適應范圍)
(3)激光在血管性皮膚病以及色素沉著的治療中成效卓越。使用脈沖染料激光治療鮮紅斑痣,療效顯著,對周圍組織損傷小,幾乎不落疤。它的出現,成為鮮紅斑痣治療史上的一次革命,因為鮮紅斑痣治療史上,放射、冷凍、電灼、手術等方法,其瘢痕發生率均高,並常出現色素脫失或沉著。激光治療血管性皮膚病是利用含氧血紅蛋白對一定波長的激光選擇性的吸收,而導致血管組織的高度破壞,其具有高度精確性與安全性,不會影響周圍鄰近組織。因此,激光治療毛細血管擴張也是療效顯著。
此外,由於可變脈沖激光等相繼問世,使得不滿意紋身的去除,以及各類色素性皮膚病如太田痣,老年斑等的治療得到了重大突破。這類激光根據選擇性光熱效應理論,(即不同波長的激光可選擇性地作用於不同顏色的皮膚損害),利用其強大的瞬間功率,高度集中的輻射能量及色素選擇性,極短的脈寬,使激光能量集中作用於色素顆粒、將其直接汽化、擊碎,通過淋巴組織排出體外,而不影響周圍正常組織,並且以其療效確切,安全可靠,無瘢痕,痛苦小而深入人心。
(4)激光外科開創了醫學美容的新紀元。高能超脈沖CO2激光磨皮換膚術開拓了美容外科的新技術。它利用高能量,極短脈沖的激光,使老化、損傷的皮膚組織瞬間被汽化,不傷及周圍組織,治療過程中幾乎不出血,並可精確的控製作用深度。其效果得到國際醫學整形美容界充分肯定,被譽為「開創了醫學美容新紀元」;此外,更有高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋、打鼾、甚至激光美白牙齒等,以其安全精確的療效,簡便快捷的治療在醫學美容界創造了一個又一個奇跡。激光美容使得醫學美容向前邁進了一大步,並且賦於醫學美容更新的內涵。
【激光冷卻】
激光冷卻(laser cooling)利用激光和原子的相互作用減速原子運動以獲得超低溫原子的高新技術。這一重要技術早期的主要目的是為了精確測量各種原子參數,用於高解析度激光光譜和超高精度的量子頻標(原子鍾),後來卻成為實現原子玻色-愛因斯坦凝聚的關鍵實驗方法。雖然早在20世紀初人們就注意到光對原子有輻射壓力作用,只是在激光器發明之後,才發展了利用光壓改變原子速度的技術。人們發現,當原子在頻率略低於原子躍遷能級差且相向傳播的一對激光束中運動時,由於多普勒效應,原子傾向於吸收與原子運動方向相反的光子,而對與其相同方向行進的光子吸收幾率較小;吸收後的光子將各向同性地自發輻射。平均地看來,兩束激光的凈作用是產生一個與原子運動方向相反的阻尼力,從而使原子的運動減緩(即冷卻下來)。1985年美國國家標准與技術研究院的菲利浦斯(willam D.Phillips)和斯坦福大學的朱檬文(Steven Chu)首先實現了激光冷卻原子的實驗,並得到了極低溫度(24μK)的鈉原子氣體。他們進一步用三維激光束形成磁光講將原子囚禁在一個空間的小區域中加以冷卻,獲得了更低溫度的「光學粘膠」。之後,許多激光冷卻的新方法不斷涌現,其中較著名的有「速度選擇相干布居囚禁」和「拉曼冷卻」,前者由法國巴黎高等師范學院的柯亨-達諾基(Claud Cohen-Tannodji)提出,後者由朱模文提出,他們利用這種技術分別獲得了低於光子反沖極限的極低溫度。此後,人們還發展了磁場和激光相結合的一系列冷卻技術,其中包括偏振梯度冷卻、磁感應冷卻等等。朱模文、柯亨-達諾基和菲利浦斯三人也因此而獲得了1997年諾貝爾物理學獎。激光冷卻有許多應用,如:原子光學、原子刻蝕、原子鍾、光學晶格、光鑷子、玻色-愛因斯坦凝聚、原子激光、高解析度光譜以及光和物質的相互作用的基礎研究等等。
【激光光譜】
激光光譜(laser spectra)以激光為光源的光譜技術。與普通光源相比,激光光源具有單色性好、亮度高、方向性強和相乾性強等特點,是用來研究光與物質的相互作用,從而辨認物質及其所在體系的結構、組成、狀態及其變化的理想光源。激光的出現使原有的光譜技術在靈敏度和解析度方面得到很大的改善。由於已能獲得強度極高、脈沖寬度極窄的激光,對多光子過程、非線性光化學過程以及分子被激發後的弛豫過程的觀察成為可能,並分別發展成為新的光譜技術。激光光譜學已成為與物理學、化學、生物學及材料科學等密切相關的研究領域。
【激光感測器】
激光感測器(laser transcer)利用激光技術進行測量的感測器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光感測器是新型測量儀表,它的優點是能實現無接觸遠距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強等。
【激光雷達】
激光雷達(laser radar)是指用激光器作為輻射源的雷達。激光雷達是激光技術與雷達技術相結合的產物 。由發射機 、天線 、接收機 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發射機是各種形式的激光器,如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器等;天線是光學望遠鏡;接收機採用各種形式的光電探測器,如光電倍增管、半導體光電二極體、雪崩光電二極體、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達採用脈沖或連續波2種工作方式,探測方法分直接探測與外差探測。
【激光武器】
激光武器是一種利用定向發射的激光束直接毀傷目標或使之失效的定向能武器。根據作戰用途的不同,激光武器可分為戰術激光武器和戰略激光武器兩大類。武器系統主要由激光器和跟蹤、瞄準、發射裝置等部分組成,目前通常採用的激光器有化學激光器、固體激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻擊速度快、轉向靈活、可實現精確打擊、不受電磁干擾等優點,但也存在易受天氣和環境影響等弱點。激光武器已有30多年的發展歷史,其關鍵技術也已取得突破,美國、俄羅斯、法國、以色列等國都成功進行了各種激光打靶試驗。目前低能激光武器已經投入使用,主要用於干擾和致盲較近距離的光電感測器,以及攻擊人眼和一些增強型觀測設備;高能激光武器主要採用化學激光器,按照現有的水平,今後5—10年內可望在地面和空中平台上部署使用,用於戰術防空、戰區反導和反衛星作戰等。
【激光武器的分類】
不同功率密度,不同輸出波形,不同波長的激光,在與不同目標材料相互作用時,會產生不同的殺傷破壞效應。用激光作為「死光」武器,不能像在激光加工中那樣藉助於透鏡聚焦,而必須大大提高激光器的輸出功率,作戰時可根據不同的需要選擇適當的激光器。目前,激光器的種類繁多,名稱各異,有體積整整占據一幢大樓、功率為上萬億瓦、用於引發核聚變的激光器,也有比人的指甲還小、輸出功率僅有幾毫瓦、用於光電通信的半導體激光器。按工作介質區分,目前有固體激光器、液體激光器和分子型、離子型、準分子型的氣體激光器等。同時,按其發射位置可分為天基、陸基、艦載。車載和機載等類型,按其用途還可分為戰術型和戰略型兩類。
1.戰術激光武器
戰術激光武撂是利用激光作為能量,是像常規武器那樣直接殺傷敵方人員、擊毀坦克、飛機等,打擊距離一般可達20公里。這種武器的主要代表有激光槍和激光炮,它們能夠發出很強的激光束來打擊敵人。1978年3月,世界上的第一支激光槍在美國誕生。激光槍的樣式與普通步槍沒有太大區別,主要由四大部分組成:激光器、激勵器、擊發器和槍托。目前,國外已有一種紅寶石袖珍式激光槍,外形和大小與美國的派克鋼筆相當。但它能在距人幾米之外燒毀衣服、燒穿皮肉,且無聲響,在不知不覺中致人死命,並可在一定的距離內,使火葯爆炸,使夜視儀、紅外或激光測距儀等光電設備失效。還有7種稍大重量與機槍相仿的小巧激光槍,能擊穿銅盔,在1500米的距離上燒傷皮肉、致瞎眼睛等。
戰術激光武器的"挖眼術"不但能造成飛機失控、機毀人亡,或使炮手喪失戰斗能力,而且由於參戰士兵不知對方激光武器會在何時何地出現,常常受到沉重的心理壓力。因此,激光武器又具有常規武器所不具備的威懾作用。1982年英阿馬島戰爭中,英國在航空母艦和各類護衛艦上就安裝有激光致盲武器,曾使阿根廷的多架飛機失控、墜毀或誤入英軍的射擊火網
3. 激光加工技術都有什麼應用領域
激光加工技術的應用:
已成熟的激光加工技術包括:激光快速成形技術、激光焊接技術、激光打孔技術、激光切割技術、激光打標技術、激光去重平衡技術、激光蝕刻技術、激光微調技術、激光存儲技術、激光劃線技術、激光清洗技術、激光熱處理和表面處理技術。
激光焊接技術具有溶池凈化效應,能純凈焊縫金屬,適用於相同和不同金屬材料間的焊接。激光焊接能量密度高,對高熔點、高反射率、高導熱率和物理特性相差很大的金屬焊接特別有利。
激光切割技術可廣泛應用於金屬和非金屬材料的加工中,可大大減少加工時間,降低加工成本,提高工件質量。脈沖激光適用於金屬材料,連續激光適用於非金屬材料,後者是激光切割技術的重要應用領域。
激光打標技術是激光加工最大的應用領域之一。準分子激光打標發展起來的一項新技術,特別適用於金屬打標,可實現亞微米打標,已廣泛用於微電子工業和生物工程。
激光去重平衡技術是用激光去掉高速旋轉部件上不平衡的過重部分,使慣性軸與旋轉軸重合,以達到動平衡的過程。激光去重平衡技術具有測量和去重兩大功能,可同時進行不平衡的測量和校正,效率大大提高,在陀螺製造領域有廣闊的應用前景。對於高精度轉子,激光動平衡可成倍提高平衡精度,其質量偏心值的平衡精度可達1%或千分之幾微米。
激光蝕刻技術比傳統的化學蝕刻技術工藝簡單、可大幅度降低生產成本,可加工0.125~1微米寬的線,非常適合於超大規模集成電路的製造。
激光微調技術可對指定電阻進行自動精密微調,精度可達0.01%~0.002%,比傳統加工方法的精度和效率高、成本低。激光微調包括薄膜電阻(0.01~0.6微米厚)與厚膜電阻(20~50微米厚)的微調、電容的微調和混合集成電路的微調。
激光存儲技術是利用激光來記錄視頻、音頻、文字資料及計算機信息的一種技術,是信息化時代的支撐技術之一。
激光劃線技術是生產集成電路的關鍵技術,其劃線細、精度高(線寬為15~25微米,槽深為5~200微米),加工速度快(可達200毫米/秒),成品率可達99.5%以上。
激光清洗技術的採用可大大減少加工器件的微粒污染,提高精密器件的成品率。
激光熱、表處理技術包括:激光相變硬化技術、激光包覆技術、激光表面合金化技術、激光退火技術、激光沖擊硬化技術、激光強化電鍍技術、激光上釉技術,這些技術對改變材料的機械性能、耐熱性和耐腐蝕性等有重要作用。
激光相變硬化(即激光淬火)是激光熱處理中研究最早、最多、進展最快、應用最廣的一種新工藝,適用於大多數材料和不同形狀零件的不同部位,可提高零件的耐磨性和疲勞強度,國外一些工業部門將該技術作為保證產品質量的手段。
激光包覆技術是在工業中獲得廣泛應用的激光表面改性技術之一,具有很好的經濟性,可大大提高產品的抗腐蝕性。
激光表面合金化技術是材料表面局部改性處理的新方法,是未來應用潛力最大的表面改性技術之一,適用於航空、航天、兵器、核工業、汽車製造業中需要改善耐磨、耐腐蝕、耐高溫等性能的零件。
激光退火技術是半導體加工的一種新工藝,效果比常規熱退火好得多。激光退火後,雜質的替位率可達到98%~99%,可使多晶硅的電阻率降到普通加熱退火的1/2~1/3,還可大大提高集成電路的集成度,使電路元件間的間隔縮小到0.5微米。
激光沖擊硬化技術能改善金屬材料的機械性能,可阻止裂紋的產生和擴展,提高鋼、鋁、鈦等合金的強度和硬度,改善其抗疲勞性能。
激光強化電鍍技術可提高金屬的沉積速度,速度比無激光照射快1000倍,對微型開關、精密儀器零件、微電子器件和大規模集成電路的生產和修補具有重大義意。使用改技術可使電度層的牢固度提高昂100~1000倍。
激光上釉技術對於材料改性很有發展前途,其成本低,容易控制和復制,有利於發展新材料。激光上釉結合火焰噴塗、等離子噴塗、離子沉積等技術,在控制組織、提高表面耐磨、耐腐蝕性能方面有著廣闊的應用前景。電子材料、電磁材料和其它電氣材料經激光上釉後用於測量儀表極為理想。
4. 激光焊接技術就業方向
激光焊接機技術廣泛被應運在汽車、輪船、飛機、高鐵等高精製造領域,給人們的生活質量帶來了重大提升,更是引領家電行業進入了精工時代。特別是在大眾汽車創造的42米無縫焊接技術,大大提高了車身整體性和穩定性之後,家電領頭企業海爾集團隆重推出首款採用激光無縫焊接技術生產的洗衣 機,該家電為人民珍視了科技的進步,先進的激光技術可以為人民的生活帶來巨大的改變。隨著洗衣機全球品牌地位的不斷鞏固,其對行業的引領開始全面展現,然 而有激光焊接機技術的支持,也將對家電行業有一個更深的改革。據海爾研發人員介紹,市場上的全自動洗衣機內桶的製造技術大多採用「扣搭」技術,內桶的銜 接處會存在縫隙或不平整,導致桶體強度不高、對衣物產生不必要磨損。為了進一步提高內桶的可靠性和精細化,海爾洗衣機以汽車、造船行業為參照母本,將激光 無縫焊接技術應用在勻動力洗衣機新品上,避免了內桶縫隙和不平整的產生,在全面提高了產品的可靠性的同時更加呵護衣物。由於內桶的強度的提高,勻動力洗衣 機脫水過程中最高轉速比普通全自動洗衣機也提高了25%,脫水效率大幅提升,並且耗電少、用時省。此外,還了解到,中德造船業合作研發的「高功率激光焊接機技術」,保證了輪船的安全性,進一步加強了船身結構;在航空領域,激光無縫焊接技術也已廣泛 應用於飛機發動機的製造上,同時,鋁合金機身的激光無縫焊接技術可以取代鉚釘,從而減輕了20%的機身重量;我國的高鐵軌道也引進了激光無縫焊接技術,在 提高安全性能同時,也大大降低了噪音,為旅客帶來安靜舒心的乘車環境。隨著科技的全面發展,激光焊接機技術的不斷鞏固與應用,也帶領全球的家電產業步入了一個新時代,新的工藝不僅是產品的升級,也是更多科技的展示和應用。
1、製造業應用 激光拼焊(TailoredBlandLaserWelding)技術在國外轎車製造中得到廣泛的應用,據統計,2000年全球范圍內剪裁坯板激光拼焊生產線超過100條,年產轎車構件拼焊坯板7000萬件,並繼續以較高速度增長。國內生產的引進車型Passat,Buick,Audi等也採用了一些剪裁坯板結構。日本以CO2激光焊代替了閃光對焊進行制鋼業軋鋼卷材的連接,在超薄板焊接的研究,如板厚100微米以下的箔片,無法熔焊,但通過有特殊輸出功率波形的YAG激光焊得以成功,顯示了激光焊的廣闊前途。日本還在世界上首次成功開發了將YAG激光焊用於核反應堆中蒸氣發生器細管的維修等,在國內蘇寶蓉等還進行了齒輪的激光焊接技術。
2、粉末冶金領域 隨著科學技術的不斷發展,許多工業技術上對材料特殊要求,應用冶鑄方法製造的材料已不能滿足需要。由於粉末冶金材料具有特殊的性能和製造優點,在某些領域如汽車、飛機、工具刃具製造業中正在取代傳統的冶鑄材料,隨著粉末冶金材料的日益發展,它與其它零件的連接問題顯得日益突出,使粉末冶金材料的應用受到限制。在八十年代初期,激光焊以其獨特的優點進入粉末冶金材料加工領域,為粉末冶金材料的應用開辟了新的前景,如採用粉末冶金材料連接中常用的釺焊的方法焊接金剛石,由於結合強度低,熱影響區寬特別是不能適應高溫及強度要求高而引起釺料熔化脫落,採用激光焊接可以提高焊接強度以及耐高溫性能。
3、汽車工業 20世紀80年代後期,千瓦級激光成功應用於工業生產,而今激光焊接生產線已大規模出現在汽車製造業,成為汽車製造業突出的成就之一。德國奧迪、賓士、大眾、瑞典的沃爾沃等歐洲的汽車製造廠早在20世紀80年代就率先採用激光焊接車頂、車身、側框等鈑金焊接,90年代美國通用、福特和克萊斯勒公司竟相將激光焊接引入汽車製造,盡管起步較晚,但發展很快。義大利菲亞特在大多數鋼板組件的焊接裝配中採用了激光焊接,日本的日產、本田和豐田汽車公司在製造車身覆蓋件中都使用了激光焊接和切割工藝,高強鋼激光焊接裝配件因其性能優良在汽車車身製造中使用得越來越多,根據美國金屬市場統計,至2002年底,激光焊接鋼結構的消耗將達到70000t比1998年增加3倍。根據汽車工業批量大、自動化程度高的特點,激光焊接設備向大功率、多路式方向發展。在工藝方面美國Sandia國家實驗室與PrattWitney聯合進行在激光焊接過程中添加粉末金屬和金屬絲的研究,德國不萊梅應用光束技術研究所在使用激光焊接鋁合金車身骨架方面進行了大量的研究,認為在焊縫中添加填充余屬有助於消除熱裂紋,提高焊接速度,解決公差問題,開發的生產線已在賓士公司的工廠投入生產。
4、電子工業 激光焊接在電子工業中,特別是微電子工業中得到了廣泛的應用。由於激光焊接熱影響區小加熱集中迅速、熱應力低,因而正在集成電路和半導體器件殼體的封裝中,顯示出獨特的優越性,在真空器件研製中,激光焊接也得到了應用,如鉬聚焦極與不銹鋼支持環、快熱陰極燈絲組件等。感測器或溫控器中的彈性薄壁波紋片其厚度在0.05-0.1mm,採用傳統焊接方法難以解決,TIG焊容易焊穿,等離子穩定性差,影響因素多而採用激光焊接效果很好,得到廣泛的應用。
5、生物醫學 生物組織的激光焊接始於20世紀70年代,Klink等及jain[13]用激光焊接輸卵管和血管的成功焊接及顯示出來的優越性,使更多研究者嘗試焊接各種生物組織,並推廣到其他組織的焊接。有關激光焊接神經方面國內外的研究主要集中在激光波長、劑量及其對功能恢復以及激光焊料的選擇等方面的研究,劉銅軍進行了激光焊接小血管及皮膚等基礎研究的基礎上又對大白鼠膽總管進行了焊接研究。激光焊接方法與傳統的縫合方法比較,激光焊接具有吻合速度快,癒合過程中沒有異物反應,保持焊接部位的機械性質,被修復組織按其原生物力學性狀生長等優點將在以後的生物醫學中得到更廣泛的應用。
6、其他領域 在其他行業中,激光焊接也逐漸增加特別是在特種材料焊接中國內進行了許多研究,如對BT20鈦合金、HEl30合金、Li-ion電池等激光焊接,德國玻璃機械製造商GlamacoCoswig公司與IFW接合技術與材料實驗研究院合作開發出了一種用於平板玻璃的激光焊接新技術。
5. 激光適用於哪些領域
利用激光能量在時間和空間上的高度集中可以對各種材料進行打孔、焊接、切割等。與機械方法相比,激光加工速度快、質量好,大大提高了工作效率,而且與機械加工不同,激光加工可以做到清潔無污染。
激光切割是激光加工的一種重要形式。激光切割的切割線准確、細致,切割後邊緣直、質量好。隨著電子工業的飛速發展,在一塊不大的半導體基片上要做成許多個集成電路,若想准確無誤地將它們分割開來,激光正是最理想的劃片工具。在加工工藝中,激光還有許多用處。例如金屬材料經激光熱處理後,可提高硬度、耐磨能力和抗蝕能力,效果比普通熱處理好得多。
在信息工程中,激光廣泛應用於激光通信、激光信息儲存、激光列印、激光復印、激光印刷、激光電視、激光大屏幕立體顯示、證券核實與識別、指紋檢驗與核實、激光圖像處理等方面。激光光碟可以用作電腦的大容量存儲系統。由於光碟存儲器比較便宜、耐用、信息量大,因而在電腦應用上已經普及。激光通信的信道容量大、傳送路數多,它至少可以容納幾十億個通信線路或者同時播送近一千萬套電視節目,這是過去任何一種通信工具都不能達到的。未來光通信將是現代化城市內和城市間通信的主要手段。
在醫學領域激光技術也是大有可為。利用激光可以治療近視眼、白內障等多種眼科疾病。激光治療時間短、照射量小,因此病人無痛感也無須麻醉,而且安全可靠,痊癒期短。用激光治療或與其他傳統療法配合使用,已能治療或控制許多腫瘤和病症。在皮膚科,激光被用來治療色素病、濕疹、皮炎等。在五官科,激光可用來切割扁桃體、耳鼻咽喉部血管瘤;用激光燒灼凝固治療慢性鼻炎、鼻出血。激光還被用來輻射治療急性扁桃體炎和進行消腫,促進組織再生,加速創傷癒合等。在牙科方面激光可以用來對牙齒施行鑽孔與切割,縮短治療時間並減輕病人痛苦。
外科中傳統使用的器械是手術刀,近年來激光手術刀發展起來了。它是利用激光能量高度集中的特點,使組織汽化蒸發,從而達到分離切割的目的。用激光刀進行手術,操作方便,切口速度快,可燒灼傷口,從而阻止血液流失,對小血管有凝固封閉作用。所以在血管豐富的部位施行手術時,激光手術刀就顯現出它的優越性。使用激光手術刀還有殺菌作用,能防止感染和阻止惡性細胞轉移。
人們對光能的破壞作用早就有了認識。例如用透鏡將太陽光聚集起來,就可以在焦點處獲得高溫,使一些物體燃燒、熔化。由於普通光源的亮度不高,所以要利用光能進行破壞作用只能在很近的距離內,范圍也很小。激光器出現後,光武器的設想才有了實現的可能。激光可作為反導彈武器,就是在偵察到敵人發射導彈後用激光截擊,使導彈在途中即被破壞,免除其威脅。反導彈所用激光以光速傳播,比具有高速度的反彈道導彈還要快幾萬倍,敵方幾乎沒有時間來探測和跟蹤,因而很難逃避。激光的遠程應用包括破壞人造地球衛星的光學裝置,使其光學穩定系統、偵察裝置損壞或失去作用。激光又可用來做近程戰術武器,打擊目標包括幾公里到幾十公里內的坦克、飛機和近程導彈等,形式可以是空對空、空對地、地對地、地對空、艦對空等,在其有效射程內准確性高、破壞力大。
激光還有許多方面的應用。在農業上,用激光按一定劑量、一定時間照射在作物種子的特定部位上,可以實現激光育種。激光育種安全、簡便,照射後,可加速種子的發芽,提高發芽率,促使成熟加快,提高產量。在生物學研究中,用激光刀切割細胞已成為現實。在環境保護中,激光已成為監控大氣污染的有效工具。激光技術給人們帶來了巨大的效益,它將是各國在新技術革命中競相發展的一個重要領域。
6. 激光技術都有哪些實在的應用你知道嗎
引言:可能有很多人都聽過激光這個詞語,但是大家並不知道激光具體運用在哪些方面。隨著科技的進步之後,現在有越來越多的領域都運用了激光。那今天讓小編給大家介紹一下激光技術有哪些比較實在的應用?
激光的運用也讓我國的航空得到了特別大的發展,而且現在我國一些軍事方面以及計算機發展方面都運用上了激光。甚至在一些醫院的大型設備當中也運用到了激光,所以可以看到激光的發展給我們的生活帶來了很多的便利。還有一些印刷系統也是需要激光技術的,像一些列印機或者是傳真機等等。可以說激光是隨處可見的一個物體,而且應用也特別的廣泛,它甚至還運用在很多的娛樂場所。